导液元件和涂写工具的制作方法

1.本发明涉及一种导液元件和一种涂写工具，特别涉及用于涂写工具中控制气液交换的导液元件。


背景技术：

2.在控制液体释放的技术领域，如在记号笔中，通常使用由薄膜包覆纤维束而形成的卷包芯作为吸收和容纳液体的材料。卷包芯的出液量会随着使用时间的增加而逐渐降低，并且卷包芯有残液量大的缺点。另一种常用的技术是采用引水芯传导液体，并结合翅片组来控制液体释放，这种引水芯和翅片组结合的技术对制造精度要求很高，制造成本较高，并且零部件稍有质量波动时容易导致出液不畅或液体泄漏。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种导液元件，用于涂写工具，该导液元件内部具有三维网络结构并能吸收和释放液体，该导液元件的一侧接触该涂写工具的储液元件中的液体，该导液元件与该储液元件的内壁之间设置间隙d，该间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，该导液元件控制该涂写工具的气液交换。
4.进一步，该导液元件由纤维粘结制成。
5.进一步，该导液元件的密度为0.1克/厘米3至0.35克/厘米3。
6.进一步，该导液元件的厚度为0.3mm至3mm。
7.进一步，该纤维为双组分纤维，该双组分纤维为皮芯结构或并列结构。
8.进一步，该涂写工具包括储液元件和上述任一种的导液元件，该导液元件的一侧接触该储液元件中的液体，该导液元件与该储液元件的内壁之间设置间隙d，该间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，该导液元件控制该涂写工具的气液交换。
9.进一步，该涂写工具还包括涂写头，该导液元件的另一侧接触该涂写头，该储液元件中的液体经该导液元件传导至该涂写头。
10.进一步，该涂写工具设置缓冲室。
11.进一步，该涂写工具还包括内芯。
12.进一步，该涂写工具还包括涂写头和引水芯，该引水芯一端接触该储液元件中的液体，另一端接触该涂写头，该储液元件中的液体通过该引水芯传递给该涂写头。
13.进一步，该缓冲室为迷宫结构。
14.进一步，该涂写工具还包括涂写头和引水芯，该导液元件的另一侧接触该涂写头和该引水芯一端接触该储液元件中的液体且另一端接触该涂写头，该储液元件中的液体通过该导液元件和该引水芯传递给该涂写头。
15.进一步，该储液元件中填充多孔储液介质。
16.通过设置导液元件与储液元件的内壁之间的间隙，导液元件可以控制涂写工具的气液交换，从而满足不同涂写工具的性能要求。由于导液元件内部具有三维网络结构，使导
液元件中形成大量的互相连通的毛细通道，这种毛细通道有利于液体在其中快速、平稳地传导，从而实现灵敏快速的气液交换，使涂写流畅稳定。由纤维粘结制成的导液元件具有较高的强度，可以方便地在涂写工具中组装，容易实现装配自动化，提高制造效率，节省成本，尤其适合于制造消费量大的涂写工具，如记号笔、白板笔、眼线笔、签字笔等。
17.为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。
附图说明
18.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
19.图1a为本发明所公开的第一实施例的涂写工具纵剖面示意图；
20.图1b是图1a中的导液元件200的横截面示意图；
21.图1c是图1b中的双组分纤维为同心皮芯结构的放大横截面示意图；
22.图1d是图1b中的双组分纤维为偏心皮芯结构的放大横截面示意图；
23.图1e是图1b中的双组分纤维为并列结构的放大横截面示意图；
24.图2为本发明所公开的第二实施例的涂写工具纵剖面示意图；
25.图3为本发明所公开的第三实施例的涂写工具纵剖面示意图；
26.图4a为本发明所公开的第四实施例的一种涂写工具纵剖面示意图；
27.图4b为本发明所公开的第四实施例的一种变形例的涂写工具纵剖面示意图；
28.图4c为本发明所公开的第四实施例的另一种变形例的涂写工具纵剖面示意图。
具体实施方式
29.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
30.现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
31.除非另有说明，此处使用的术语包括科技术语对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
32.第一实施例
33.图1a为本发明所公开的第一实施例的涂写工具纵剖面示意图；图1b是图1a中的导液元件200的横截面示意图。
34.如图1a和1b所示，根据本发明的一种导液元件200，用于涂写工具1，导液元件200内部具有三维网络结构并能吸收和释放液体，导液元件200的一侧接触涂写工具1的储液元件100中的液体，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d，间隙d的最大内切圆直
径介于0.03mm到0.25mm，导液元件200控制涂写工具1的气液交换。
35.通过设置导液元件200与储液元件100的内壁之间的间隙，导液元件200可以控制涂写工具的气液交换，从而满足不同涂写工具的性能要求。由于导液元件200内部具有三维网络结构，使导液元件200中形成大量的互相连通的毛细通道，这种毛细通道有利于液体在其中快速、平稳地传导，从而实现灵敏快速的气液交换，使涂写流畅稳定。
36.制成导液元件200的纤维，可以用粘结剂粘结制成导液元件200，也可以用热粘结的方法制成导液元件200。
37.由纤维粘结制成的导液元件200具有较高的强度，可以方便地在涂写工具中组装，容易实现装配自动化，提高制造效率，节省成本，尤其适合于制造消费量大的涂写工具，如记号笔、白板笔、眼线笔、签字笔等。
38.<导液元件的密度>
39.本实施例的导液元件200的密度为0.1克/厘米3至0.35克/厘米3，优选为0.15克/厘米3至0.25克/厘米3。当密度小于0.1克/厘米3时，导液元件200的强度不足，不易组装。当密度大于0.35克/厘米3时，液体传导速度较慢，影响涂写性能。
40.<导液元件的厚度>
41.导液元件200的厚度是指液体从导液元件200一侧传导到另一侧的最短距离。导液元件200的厚度的单位为毫米，缩写为mm。导液元件200的厚度为0.3mm至3mm，如0.3mm、0.8mm、1.2mm、2mm、3mm。当导液元件200的厚度小于0.3mm时，导液元件200的强度不足，不易安装。当导液元件200的厚度大于3mm时，导液元件200吸收液体的量过多，影响液体的利用效率。
42.<导液元件的形状>
43.导液元件200通常设计为片状。根据涂写工具1的结构和形状可以把导液元件200的设计成圆形、椭圆形、圆环形、椭圆环形或其它需要的形状。导液元件200可以设置有贯穿导液元件200的导液元件200通孔230。
44.<纤维>
45.制成导液元件200的纤维可以为玻璃纤维、陶瓷纤维或聚合物纤维。纤维可以为长丝或短纤。陶瓷纤维和玻璃纤维较脆，制成的导液元件200容易碎裂或产生碎屑，优选聚合物纤维，最优选皮芯结构或并列结构的双组分聚合物纤维。
46.图1c是图1b中的双组分纤维为同心皮芯结构的放大横截面示意图；图1d是图1b中的双组分纤维为偏心皮芯结构的放大横截面示意图；图1e是图1b中的双组分纤维为并列结构的放大横截面示意图。
47.图1c和图1d为皮芯结构的双组分纤维2，包括皮层21和芯层22。皮层21和芯层22可是以如图1c所示的同心结构，也可以是如图1d所示的偏心结构。由同心结构的双组分纤维2制成的导液元件200刚性较大，由偏心结构的双组分纤维2制成的导液元件200弹性较好。
48.双组分纤维2也可以是如图1e所示的如两种组分构成的并列结构。
49.本实施例的导液元件200优选由具有皮层和芯层的双组分纤维2热粘结制成。双组分纤维2的皮层可以为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃，也可以为聚酰胺、聚酯或低熔点共聚酯等常见的聚合物。芯层可以为聚丙烯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯简称pet等聚合物。
50.制作本发明导液元件200的双组分纤维2的纤度介于1至30旦，优选1.5至10旦。低
于1旦的皮芯结构双组分纤维2制造困难，成本高。高于30旦的纤维制成的导液元件200毛细力不足，导液较差。介于1至30旦的皮芯结构双组分纤维2容易制作导液元件200，1.5至10旦皮芯结构双组分纤维2尤为合适，并且成本较低。
51.<储液元件>
52.储液元件100为涂写工具1中储存液体的部件，储液元件100中注入涂写液。储液元件100可以单独成型，也可以跟涂写工具1一体型。储液元件100具有容纳室，容纳室可以为塑料或金属制成的空腔，容纳室中可以填充多孔储液介质126。储液元件100中的液体通过导液元件200或引水芯31传导给涂写头50。使用时，随着储液元件100中的液体导出，外界空气可以通过导液元件200的与储液元件100的内壁之间的间隙d进入储液元件100。
53.<涂写工具>
54.根据本发明的涂写工具1泛指用于办公和化妆品等领域的书写和涂抹工具，如白板笔、记号笔、签字笔、眼线笔、唇线笔等。
55.根据本发明的涂写工具包括储液元件100和上述的导液元件200，导液元件200的一侧接触储液元件100中的液体，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d，间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，导液元件200控制涂写工具1的气液交换。
56.涂写工具1还包括涂写头50，导液元件200的另一侧接触涂写头50，储液元件100中的液体经导液元件200传导至涂写头50。
57.涂写工具1还包括涂写工具外壳60和设置在涂写工具外壳60前端的涂写头座10，涂写头座10支撑涂写头50。涂写头座10上设置导气孔12，以便在涂写过程中向储液元件100补充空气。涂写头座10中还可以设置缓冲室11，缓冲室11为涂写头座10与涂写头50之间形成的空腔，使涂写工具1在外界温度和压力变化时具有更好的抗泄漏性能。具体而言，当涂写工具1在运输过程或者极端环境下，随着外界温度和压力变化，有可能使得储液元件100中的液体通过间隙d泄漏，而缓冲室11的设置可以使得泄漏的液体暂存在缓冲室11中，从而尽可能地避免向外部泄漏的发生。
58.涂写工具1还可以包括内芯70，内芯70可以更好地固定导液元件200和涂写头50。在本实施例中，导液元件200设置有贯穿导液元件200的导液元件200通孔230，导液元件200通孔230优选与导液元件200的中轴线同轴设置。导液元件200通孔230中插入内芯70，由此固定在内芯70的外周壁上。内芯70抵接或者插入内芯70，由内芯70固定。
59.在本实施例中，储液元件100跟涂写工具1的涂写工具外壳60一体成型。涂写工具1的涂写工具外壳60的内壁同时用作储液元件100的内壁，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d。本发明中间隙d大小用间隙d的最大内切圆直径表示，在本实施例中，间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，如0.03mm、0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm，优选0.08至0.15mm。
60.也可以在储液元件100的内壁上间隔设置向涂写工具1的中轴线凸出的加强筋(未图示)，加强筋可以是轴向设置的条状加强筋，当储液元件100抵靠在加强筋上时，加强筋使得储液元件100的内壁和导液元件200之间形成间隙d。
61.当导液元件200中液体含量增加时，间隙d中充满液体。涂写时，储液元件100中的液体经导液元件200传导给涂写头50，储液元件100中负压增加，使导液元件200中液体含量减少，间隙d中的液体被导液元件200部分吸收，外界空气可以通过间隙d进入储液元件100。
当间隙d的最大内切圆直径较大时，储液元件100中较小的负压即可让外界空气补充进入储液元件100，适合于较大出液量的涂写工具1。当间隙d的最大内切圆直径较小时，储液元件100中较大的负压才能让外界空气补充进入储液元件100，适合于较小出液量的涂写工具1。在本实施例中，优选间隙d的最大内切圆直径为0.1mm，并优选导液元件200的厚度为1.2mm、密度为0.2克/厘米3。
62.涂写工具1工作时，液体从涂写头50导出。涂写头50上消耗的液体从储液元件100通过导液元件200补充。由于导液元件200内部具有立体网络结构，这种网络结构具有大量互相连通的毛细孔，储液元件100的液体能通过导液元件200迅速地传导至涂写头50，从而使涂写工具1能持续稳定地释放液体。
63.第二实施例
64.图2为本发明所公开的第二实施例的涂写工具纵剖面示意图。本实施例与第一实施例结构相似，与第一实施例相同的部分在本实施例的描述中不再赘述。
65.本实施例中，涂写工具包括储液元件100和导液元件200，导液元件200的一侧接触储液元件100中的液体，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d，间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，导液元件200控制涂写工具1的气液交换。
66.涂写工具1还包括涂写头50和引水芯31，引水芯31一端接触储液元件100中的液体，另一端接触涂写头50，储液元件100中的液体通过引水芯31传递给涂写头50。
67.具体的，引水芯31的一端插入涂写头50，另一端插入储液元件100与液体接触。
68.导液元件200的一侧与储液元件100中的液体接触。在本实施例中，涂写工具1的涂写工具外壳60的内壁同时用作储液元件100的内壁，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d。
69.优选导液元件200的厚度为0.5至1mm、密度为0.3至0.35克/厘米3，并使间隙d的最大内切圆直径为0.05至0.08mm。
70.涂写工具1还可以包括支撑管13。在本实施例中，引水芯31可以由支撑管13和内芯70支撑和固定，导液元件200可以由支撑管13支撑和固定。具体而言，引水芯31穿过支撑管13与内芯70接触，支撑管13插入储液元件100中的部分的管壁上设置有一个或者多个导液口131，导液元件200套设在支撑管13的外周壁上，由支撑管13支撑和固定。支撑管13的一端也可以固定在内芯70上。
71.支撑管13也可以由两段支撑管构成，一段支撑管固定在内芯70上，另一段支撑管13套设在导液元件200的导液元件200通孔230上，两段支撑管之间的间隙用于导液口131。
72.涂写工具1还可以设置镂空的挡板(未图示)来更好地固定导液元件200。镂空的档板与导液元件200接触的面可以设置为形状与导液元件200的相接触的面一致，镂空的档板上的孔可以确保不会阻塞导液元件200与镂空的档板相接触的面上的气体流通。
73.涂写工具1也可以在涂写工具外壳60的内壁上设置支撑片或者支撑台阶(未图示)，来支撑固定导液元件200。支撑片或者支撑台阶在涂写工具外壳60的内壁的周向上间隔设置，以避免堵塞导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d。
74.涂写头座10中可以设置迷宫形状的缓冲室11来增加涂写工具1在异常情况下的防漏性能。
75.本实施例中的设置方式，适合于出液量较小的涂写工具1，如签字笔、荧光笔。使用
时液体从储液元件100经引水芯31传导给涂写头50，其余工作原理与实施例1相似。
76.第三实施例
77.图3为本发明所公开的第三实施例的涂写工具纵剖面示意图；本实施例与第一实施例结构相似，与第一实施例相同的部分在本实施例的描述中不再赘述。
78.本实施例中，涂写工具包括储液元件100和导液元件200，导液元件200的一侧接触储液元件100中的液体，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d，间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，导液元件200控制涂写工具1的气液交换。
79.涂写工具1还包括涂写头50和引水芯31，导液元件200的另一侧接触涂写头50和引水芯31一端接触储液元件100中的液体且另一端接触涂写头50，储液元件100中的液体通过导液元件200和引水芯31传递给涂写头50。
80.涂写工具1包括引水芯31，引水芯31的一端接触涂写头50，另一端插入储液元件100与液体接触并被内芯70固定。导液元件200一侧与储液元件100中的液体接触，另一侧与涂写头50接触。液体从储液元件100可以同时通过导液元件200和引水芯31传导给涂写头50，使导液更可靠。
81.在本实施例中，也可以设置支撑管13来支撑引水芯31。
82.优选导液元件200的厚度为0.8至1.2mm、密度0.15至0.25克/厘米3，并使间隙d为0.08至0.2mm，这种设置适合于出液量较大的涂写工具1，如白板笔、记号笔、眼线笔或唇线笔等。液体粘度越高，出液量要求越大，需要采用较大的间隙d。如果将导液元件200的厚度增加到2mm或3mm，可以使较多液体储存于导液元件200中，当笔头朝上涂写时有利于涂写头50持续从导液元件200获取液体。
83.第四实施例
84.图4a为本发明所公开的第四实施例的一种涂写工具纵剖面示意图；图4b为本发明所公开的第四实施例的一种变形例的涂写工具纵剖面示意图；图4c为本发明所公开的第四实施例的另一种变形例的涂写工具纵剖面示意图。
85.如图4a、4b、4c所示。本实施例与第一实施例结构相似，与第一实施例相同的部分在本实施例的描述中不再赘述。
86.本实施例中，涂写工具包括储液元件100和上述的导液元件200，导液元件200的一侧接触储液元件100中的液体，导液元件200与储液元件100的内壁之间设置间隙d，间隙d的最大内切圆直径介于0.03mm到0.25mm，导液元件200控制涂写工具1的气液交换。
87.本实施例中,储液元件100中填充多孔储液介质126。多孔储液介质126适合于填充含颗粒的液体，使颗粒分散于多孔储液介质126中并防止颗粒从液体中沉降。优选导液元件200的厚度为0.8至1.2mm、密度0.1至0.2克/厘米3，并使间隙d为0.08至0.15mm，如果液体粘度高，可以将间隙d设置为0.2mm或0.25mm。
88.在如图4a所示的实施例中，导液元件200可以不设置导液元件200通孔，导液元件200和储液介质126可以通过内芯70来支撑和固定。
89.在如图4b所示的一种变形实施例中，可以将涂写头50的一端穿过导液元件200后插入多孔储液介质126中来提高导液的效果。
90.在如图4c所示的另一种变形实施例中，可以将涂写头50的一端穿过导液元件200后插入多孔储液介质126中来提高导液的效果，同时在多孔储液介质126另一端插入内芯
70，来支撑和固定多孔储液介质126。
91.综上，本发明涉及的导液元件由纤维粘结制成，能广泛应用于各类涂写工具。导液元件具有较好的强度，适合自动化组装。导液元件内部具有大量互相连通的毛细通道，有利于液体在其中快速传导，从而实现灵敏快速的气液交换，使涂写流畅稳定。通过设置导液元件与外壳内壁之间的间隙，导液元件可以控制涂写工具的气液交换，从而满足不同涂写工具的性能要求。
92.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，本领域技术人员在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。